Question

如圖所示，電源電壓不變．燈泡L標(biāo)有“6V、3W”字樣．當(dāng)閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S₁、S₂，滑片P從b端滑到中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)變化了0.1A，此時(shí)電壓表的示數(shù)為6V；保持滑片P在中點(diǎn)位置不變，再閉合開關(guān)S₁、S₂，電流表的示數(shù)變?yōu)?.4A．不計(jì)溫度對(duì)電阻的影響．求：
（1）燈泡L的電阻．
（2）電源電壓．
（3）定值電阻R₀的阻值．

Answer 1

解：（1）燈泡的額定電流：
I_L額===0.5A，
燈泡的電阻：
R_L===12Ω．
（2）當(dāng)閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S₁、S₂，滑片P從b端滑到中點(diǎn)時(shí)，燈泡和R串聯(lián)，電壓表測(cè)L兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；
∵當(dāng)滑片移到中點(diǎn)時(shí)燈泡兩端的電壓和額定電壓相等，
∴此時(shí)電路中電流I=0.5A；
電源的電壓：
U=I（R_L+R）----（1）；
∵滑片P從b端滑到中點(diǎn)時(shí)，電流表的示數(shù)變化了0.1A，
∴滑片在b點(diǎn)時(shí)，電路中電流為I′=I-0.1A=0.5A-0.1A=0.4A；
電源的電壓：
U=I′（R_L+R）-----（2）；
由（1）（2）兩式可得：0.5A×（12Ω+R）=0.4A×（12Ω+R）
解得：R=8Ω；
將R代入（1）式，可得：U=8V．
（3）再閉合開關(guān)S₁、S₂時(shí)，燈泡L被短路，R₀與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電流表測(cè)干路中的電流，
通過滑動(dòng)變阻器的電流：
I_滑===2A，
流過R₀的電流：
I₀=I″-I_滑=2.4A-2A=0.4A；
R₀的阻值：
R₀===20Ω．
答：（1）燈泡L的電阻為12Ω；
（2）電源電壓為8V；
（3）定值電阻R₀的阻值20Ω．
分析：（1）燈泡的銘牌可知額定電壓和額定功率，根據(jù)I=求出燈泡的額定電流，根據(jù)歐姆定律可知燈泡的電阻．
（2）當(dāng)閉合開關(guān)S，斷開開關(guān)S₁、S₂，滑片P從b端滑到中點(diǎn)時(shí)，燈泡和R串聯(lián)，電壓表測(cè)L兩端的電壓，電流表測(cè)電路中的電流；此時(shí)燈泡兩端的電壓與額定電壓相等，則可知電路中的電流；由題意可知當(dāng)滑片P在b點(diǎn)時(shí)電路中的電流，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律分別表示出滑片在兩個(gè)不同位置時(shí)電源的電壓，利用電源的電壓不變得出等式即可求出電源電壓及R的總阻值．
（3）再閉合開關(guān)S₁、S₂時(shí)，燈泡L被短路，R₀與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)，電流表測(cè)干路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出通過滑動(dòng)變阻器的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)求出通過R₀的電流，然后利用歐姆定律求出R₀的阻值．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了串并聯(lián)電路的特點(diǎn)及歐姆定律的應(yīng)用，對(duì)學(xué)生要求較高；在解題時(shí)要根據(jù)電路中電阻的變化判斷出電流的變化方向，從而準(zhǔn)確地確定出電流值．